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核心概念 生物多样性 收藏的文章 发布日期:2023年3月20日

一场水下流行病正在消灭加勒比珊瑚

摘要

在加勒比海的许多地方,潜水将把你带到一个丰富多彩的世界,有鱼、海绵、哺乳动物等等。这种令人眼花缭乱的海底雨林是由被称为珊瑚的岩石状动物创造的。但就像人类一样,珊瑚也会生病——现在一种疾病正在整个加勒比地区蔓延,以惊人的速度感染并杀死了一些世界上最古老和最大的动物。这种致命的疾病叫做石珊瑚组织损失病(SCTLD)。这篇文章解释了我们对SCTLD的了解,以及如何在海洋中发现它,这种疾病的传播范围有多广,哪种珊瑚正在生病,以及我们如何共同努力阻止它。我们需要每个人的帮助来拯救珊瑚,从而拯救数量惊人的海洋生物的家园。

珊瑚是水下建筑师

乍一看,一些珊瑚(称为石珊瑚)看起来很像石头。然而,如果你仔细观察,你可能会看到一圈圈的触须,随着水流摇摆。每一圈触手都是一种叫做息肉.随着石珊瑚的生长,它们慢慢地一次增加一个、两个或几个珊瑚虫到它们的群落中,每一个都是上一个的精确副本。最终,成百上千的个体动物将和谐地生活在一个珊瑚群落中。

随着石珊瑚数量的增加,珊瑚开始呈现独特的形状。有些珊瑚看起来像麋鹿或鹿的角,因为它们有广泛而复杂的分支。其他珊瑚则用高大的柱子建造了宏伟的城堡。一些珊瑚看起来像餐盘,另一些则形成了巨大的土丘和巨石!这些形状中的许多都有凹槽、山脊和洞——这些结构是鱼类和其他海洋生物的完美家园。随着成百上千的珊瑚群共同生长,它们创造了世界上最美丽、最多样化的生态系统之一:珊瑚礁。由于石珊瑚扮演着建筑师和创造者的角色,它们通常被称为珊瑚礁建造者。

珊瑚也有很多颜色,包括绿色、棕色、黄色、红色,甚至是紫色!然而,珊瑚不能选择它们想要的颜色。相反,它们的大部分颜色来自于生活在它们组织内的另一种生物的存在:共生的微藻.共生微藻是一种非常微小的细胞,它们不仅为珊瑚提供了丰富多彩的活力。像植物一样,这些微小的藻类进行光合作用,使它们能够创造和分享珊瑚生存所需的大部分食物。这些微小的细胞也很感激珊瑚,因为珊瑚给了它们一个安全的生活场所,也给了它们进行光合作用所需的营养物质。这种两种生物彼此紧密和谐地生活在一起的关系被称为共生关系共生.这就是为什么这种微小的藻类细胞被称为共生微藻!

珊瑚不仅在海洋生态系统中发挥着不可替代的作用,而且在人类生活中也非常重要。珊瑚礁为世界各地数十亿人提供食物,保护海岸免受热带风暴的侵袭,是旅游的吸引力,生产救命的药物,也是许多文化的基本组成部分。此外,珊瑚群落可以存活很长很长时间。事实上,一些珊瑚群落可以持续生长长达5000年!这比地球上任何其他动物都长。珊瑚太神奇了!

珊瑚有麻烦了

由于气候变化和疾病,珊瑚正处于严重的困境之中,珊瑚群的死亡速度比以往任何时候都要快。珊瑚死亡时,会留下骨架。虽然死亡的珊瑚可以继续为珊瑚礁生物提供一段时间的家园,但随着时间的推移,由于水流和海浪压力,这些骨架开始被侵蚀。随着珊瑚骨架的分解,生活在珊瑚礁上的许多生物的家园也消失了。

在加勒比海,一种新的疾病正在无情地感染和杀死珊瑚,这是前所未有的。这种疾病被称为石珊瑚组织损失病(SCTLD),绰号为“彩虹糖- d”。在加勒比海已知的45种造礁珊瑚中,几乎有一半会感染这种疾病。一旦感染,经过数百年生长的珊瑚群可能会在几周或几个月内死亡。图1).然而,不同种类的珊瑚感染这种疾病的几率不同。一旦疾病到达珊瑚礁,迅速感染疾病的物种被认为是高度的易受影响SCTLD。一些最易受影响的石珊瑚包括脑珊瑚、柱珊瑚、星珊瑚和星珊瑚。SCTLD可以在珊瑚礁上存在多年,易感性较低的物种通常会在之后被感染。

图1 - (A)被SCTLD感染的槽状脑珊瑚(Diploria labyrinth formis)的菌落。
  • 图一-(一)一群有凹槽的脑珊瑚(Diploria labyrinthiformis)感染了SCTLD。
  • 这种疾病的最初症状是随着时间的推移而扩大的白色骨架斑点。活珊瑚是黄褐色的,死珊瑚是白色的。图片标有自第一张照片以来经过的时间(图片来源:Natalia Hurtado)。(B)巴哈马群岛珊瑚礁的自上而下视图,这里有SCTLD。所有活的珊瑚都是彩色的,颜色代表不同种类的珊瑚。照片拍摄间隔1.5年(图片来源:威尔·格林。使用TagLab创建的珊瑚轮廓)。

尽管SCTLD的确切原因还不清楚在美国,研究人员认为它可能是由细菌、病毒或两者的结合引起的。

SCTLD在整个加勒比海的迅速蔓延

SCTLD于2014年首次在佛罗里达海岸被发现。此后,科学家们在加勒比地区20多个国家的海岸发现了这种疾病,从墨西哥到洪都拉斯,再到圣卢西亚。图2).

图2 -截至2022年11月发生SCTLD疫情的国家
  • 图2 -截至2022年11月发生SCTLD疫情的国家
  • 你可以看到这种疾病在佛罗里达和加勒比地区很常见。有SCTLD疫情的国家用红色表示。[地图是根据可用的大西洋和海湾珊瑚礁快速评估(AGRRA)数据)。

SCTLD在水中传播的速度惊人。由于绝大多数新疫情发生在过去几年(2019年至2021年之间),SCTLD似乎在加速发展.例如,在巴哈马群岛,据估计SCTLD以每天50米(55码)的速度移动[1].像COVID-19一样,SCTLD现在被认为是水下的流感大流行因为它迅速而惊人地传播到了加勒比地区。

然而,SCTLD不仅可以通过水流传播,还可以通过多种方式传播。例如,SCTLD于2019年底首次在巴哈马大巴哈马自由港一个主要航运港口周围地区被发现。仅仅几个月后,也就是2020年初,在巴哈马另一部分——新普罗维登斯拿骚的一个航运港口附近的珊瑚礁上发现了这种疾病。两次疫情爆发之间相隔200公里,而且它们之间的岛屿周围没有疾病,这让研究人员相信疾病是通过商业船只传播的。1].当商船从一个地方航行到另一个地方时,它们会携带大量的海水压舱水,使它们在移动时更加稳定。当船只到达目的地时,它们会释放压舱水。虽然这似乎无害,但释放含有SCTLD等疾病的压舱水可能会在新的地点引起疫情。

在到达巴哈马群岛后,SCTLD很可能在岛屿和珊瑚礁之间传播通过当地洋流和较小的船只。一旦出现在珊瑚礁上,SCTLD可以通过水柱,通过沉积物在海底的运动,并通过水下动物和潜水员的身体接触1].

SCTLD对珊瑚礁的未来意味着什么?

由于SCTLD,加勒比珊瑚的死亡速度比以往任何时候都要快。在几个月的时间里,珊瑚礁正在从珊瑚为主的避风港转变为藻类覆盖的墓地。活珊瑚的迅速减少造成了一种不平衡,即剩余的石珊瑚生长新珊瑚礁的速度与洋流侵蚀留下来的珊瑚骨架的速度之间的不平衡。这种不平衡将在未来几年影响加勒比珊瑚礁的结构,因为水压会抹去裂缝、裂缝和其他关键的栖息地——使整个珊瑚礁变平。2].海洋生物已经开始失去家园,不久之后,人类也将开始注意到其影响——尤其是渔业、旅游业和海岸保护的减少。

我们可以一起阻止传播

尽管有这个坏消息,我们并没有失去希望!通过共同努力,我们可以阻止SCTLD的蔓延,扭转加勒比珊瑚礁的衰退。减缓SCTLD传播的一种方法是通过抗生素治疗,类似于医生在你生病时给你的药物!训练有素的潜水者会把抗生素膏贴在将活珊瑚组织与新死亡的骨骼分开的线上。对于许多珊瑚物种来说,这有望阻止SCTLD的发展,防止它蔓延到其他珊瑚群落[3.].然而,经过处理的珊瑚可能会再次感染SCTLD,因此必须随着时间的推移不断监测相同的珊瑚和珊瑚礁,必要时必须使用更多的抗生素膏。

此外,所有的船员、潜水员、渔民和海洋爱好者都可以帮助阻止SCTLD的传播。贡献的第一种方式是学习如何识别疾病。如果你认为你在加勒比海浮潜、钓鱼或潜水时看到了SCTLD,拍一张照片,记录下位置,并报告给当地的保护组织。这有助于我们监测一个国家内珊瑚礁之间以及加勒比地区国家之间的扩散。

其次,尽量不要将SCTLD从受感染的珊瑚礁传播到健康的珊瑚礁。如果你要去加勒比海潜水、钓鱼或浮潜,重要的是在前往一个新的地点之前对你的装备进行消毒图3).船主应注意不要在暗礁之间携带任何水——他们应确保在存在SCTLD的暗礁处泵出任何舱底水,并在将剩余的舱底水排放到公开水域之前对其进行消毒。可以通过在每20升(约5加仑)水中加入1杯天然洗涤剂(例如Seventh Generation, Earthbound Elements, Tru Earth,或其他含有过碳酸钠的天然洗涤剂)并浸泡10分钟来消毒舱底水。重要的是,商船也要采取适当的步骤对压载水进行消毒。

图3 -水肺、通气管和渔具的净化指南
  • 图3 -用于净化水肺、通气管和渔具
  • 要消毒潜水服和其他潜水服,请在一桶中装满淡水,并根据制造商的说明添加天然洗涤剂。所有潜水服和潜水服浸泡5分钟,然后用淡水冲洗,风干。要消毒其他水肺、通气管和渔具,每1加仑水(淡水或盐)加入3-4盖漂白剂。将齿轮浸泡5分钟,然后用清水冲洗,风干。将漂白剂溶液在阳光下放置一天,使其分解后再处理(插图来自freshnsalt .me)。

在您的帮助下,我们可以减缓SCTLD的传播并发现其根源,最终完全阻止传播并拯救世界珊瑚礁!

术语表

石珊瑚一种海洋动物,用碳酸钙建造坚硬的骨架,导致整个珊瑚礁的形成!珊瑚是刺胞动物,与海葵和水母关系密切。

息肉能独自生活或与许多其他动物群居的小动物。例如,一个珊瑚群落是由成百上千个珊瑚虫组成的。

共生的微藻生活在石珊瑚组织中的微小藻类,为珊瑚提供了高达90%的生存所需的食物。

共生亲缘关系:两种不同生物之间的密切关系,通常有助于其中的一种或两种生物

易受影响可感染的能感染疾病或疾病的

流感大流行从一个地方开始并蔓延到其他国家和/或大陆的疾病爆发。

压舱水船载水:由船载并储存在船上的大量水增加的重量增加了旅行中的稳定性和机动性。

抗生素一种抗细菌感染的药物它们的工作原理要么是攻击和杀死细菌,要么是阻止细菌进一步生长和繁殖。

利益冲突

作者声明,这项研究是在没有任何商业或财务关系的情况下进行的,这些关系可能被解释为潜在的利益冲突。

致谢

作者要感谢Natalia Hurtado (PIMS & Cape Eleuthera研究所)和Will Greene (PIMS)的图像和photomosaic贡献,以及Craig Dahlgren的指导和支持(PIMS)。作者还想感谢TagLab,这是一款由信息科学与技术研究所(ISTI)视觉计算实验室和意大利国家研究委员会(CNR)开发的软件。资金支持由巴哈马旅游部、巴哈马保护区基金、建设者倡议、德弗罗海洋基金会和迪士尼保护基金提供。


参考文献

[1]达尔格伦,C.,皮萨罗,V.,谢尔曼,K.,格林,W.和奥利弗,J. 2021。巴哈马石珊瑚组织损失疾病爆发的时空模式。前面。海洋科学.8:682114。doi: 10.3389 / fmars.2021.682114

[2]Estrada-Saldívar, N., Molina-Hernández, A., Pérez-Cervantes, E., Medellín-Maldonado, F., González-Barrios, f.j.,和Alvarez-Filip, L. 2020。石珊瑚组织损失疾病爆发对珊瑚礁规模的影响。珊瑚礁.39:861-6。doi: 10.1007 / s00338 - 020 - 01949 - z

[3]尼利,K. L.,麦考利,K. A.,豪尔,E. K.和多布勒,M. A. 2020。外用抗生素治疗石珊瑚组织损失病的成效。PeerJ.8: e9289。doi: 10.7717 / peerj.9289

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